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地面螺杆泵驱动装置影响因素分析及治理对策

发布时间:2018-07-09
​常规螺杆泵地面驱动装置是 由电动机通过皮带轮带动双面螺旋齿轮,由输出轴带动抽油杆旋..

常规螺杆泵地面驱动装置是 由电动机通过皮带轮带动双面螺旋齿轮,由输出轴带动抽油杆旋转驱动螺杆泵实现抽吸井下流体。常规驱动头通过皮带轮间接驱动螺杆泵工作,启动扭矩大,功率损耗大,系统效率低网。
螺杆泵地面直接驱动装置由力矩电机、专用驱动器、轴向承载装置以及机械密封等4部分组成。力矩电机采用空心轴设计,抽油杆直接穿过空心轴,通过卡子与电机轴连接,电机轴转动实现扭矩传递。
螺杆泵地面直接驱动技术较好地解决了驱动装置传动效率低、参数调整不方便等不足,由于电机控制系统采用转速闭环控制和负载自动跟随调整技术,系统实现了   节能,同时减少了地面传动部件,装置运行   系数也大幅提高。
螺杆泵地面直接驱动装置同原有驱动方式对比,具有以下优越性:
①节能效果显著。由于螺杆泵地面直接驱动装置取消机械减速器和皮带,减少了传动环节,使传动效率大幅提高。累计应用2800套,与常规螺杆泵相比,节电率达到23.59%。
②现场操作简单灵活,实现起机、停机一键操作。螺杆泵在不停机的情况下,在驱动器上根据需要随时可以调节泵转速,并且承载扭矩、泵转速可在线直读,不必进行螺杆泵扭矩人工停机测试,显著降低了岗位工人的劳动强度。
③   性能提高。常规的传动方式由于电机皮带轮的高速运转,井口维护工作存在   隐患。同时由于防反转装置的使用,使螺杆泵停止时抽油杆储存了部分弹性能量,作业施工时抽油杆弹性能释放,易发生危险。直接驱动装置井口抽油杆直接穿过电机空心轴,不存在其他传动环节,电机额定转速为200r/min,   性能明显提高。同时停机时,采用柔性电磁制动方式防反转,抽油杆弹性势能完全释放,施工作业无危险。
④故障率低。由于没有高速运转部件,并且减少了减速箱、皮带等部件,整体故障率降低。同时根据油层动态的形势可以随时调整转速,延长了井下泵的使用寿命。
目前,螺杆泵地面直接驱动装置己经形成了系列产品,包括扭矩为600kN,1000kN,1500kN,适合1200mL/r以下螺杆泵的生产需要,转速范围0~200r/min,适应环境温度一35℃~+45℃,电磁制动时间小于60s,轴向承载250kN以上的各种产品;转速、扭矩实现了在线调整和设定、数据直读。螺杆泵地面直接驱动装置现场累计应用2800套,与常规螺杆泵相比,节电率达到23.59%;与抽油机相比,节电率达到37.86%。
通过分析,得出制约螺杆泵采油的影响因素主要有4个方面:
①在螺杆泵理论排量、定子管直径相同情况下,1:2型线结构螺杆泵因导程长易漏失,导致泵效降低,又因偏心距大,致使杆管偏磨后能耗增加、时率降低;
②井下液体流动性影响泵的充满程度,导致上调转速而产量不增加;
③螺杆泵常规驱动装置传动效率低,参数调整不方便;
④生产运行参数不合理影响沉没度,沉没度高抑制了产液。
针对目前油田广泛使用的1:2型线结构螺杆泵因导程长易漏失,导致泵效降低,又因偏心距大,致使杆管偏磨后能耗增加、产量降低的情况,研制了3:4型线单螺杆泵和螺杆泵井下防偏磨装置;针对井下液体流动性影响泵的充满程度、导致上调转速而产量不增加的情况,研制了螺杆泵井除气降豁提 液辅助装置;针对螺杆泵常规驱动装置传动效率低,参数调整不方便的情况,研制了螺杆泵地面直接驱动装置;针对生产运行参数不合理导致沉没度高抑制产液的情况,应用了等排量对比法与弹性调参法。措施应用后,平均单井日产液量增加6.2t/d ,系统效率提高了2.5%,达到了增加螺杆泵井产量、提高系统效率的目的。


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